Pri výbere vodivých prísad pre lítiové batérie je vodivá pasta z uhlíkových nanorúrok základným materiálom na zlepšenie vodivej siete elektród a zníženie vnútorného odporu batérie. Mnoho inžinierov lítiových batérií má otázku: je vyšší obsah pevných látok vždy lepší pre vodivú pastu z uhlíkových nanorúrok? Mnoho nákupcov verí, že vysoký obsah pevných látok sa rovná vysokému výkonu, slepo sledujú vyššie ukazovatele obsahu pevných látok, ale v skutočnej výrobe sa často stretávajú s problémami, ako je viskozita prekračujúca normy, aglomerácia a zlý povlak. Obsah pevných látok je len jedným ukazovateľom pasty; nemožno ho vnímať izolovane od úrovne rozptylu, procesu výrobnej linky a systému batérií. Optimálnym riešením je iba pevný obsah, ktorý zodpovedá vašim vlastným výrobným podmienkam.
1. Vyšší obsah pevných látok nie je vždy lepší; Musí to byť v súlade s celkovým procesom
Pevný obsah vodivej pasty z uhlíkových nanorúrok nie je lepší, keď je vyšší. Obmedzený disperzným procesom, reologickými vlastnosťami a následným poťahovacím zariadením, existuje primeraný rozsah. Slepé sledovanie vysokého obsahu pevných látok namiesto toho spôsobí pokles výťažnosti batérie.
Samotné uhlíkové nanorúrky majú veľký pomer strán a vysoký špecifický povrch, vďaka čomu sú veľmi náchylné na zapletenie a aglomeráciu. Keď obsah pevných látok prekročí prahovú hodnotu procesu, ďalšie zvyšovanie obsahu pevných látok spôsobí exponenciálny nárast viskozity systému. Aj keď samotný prášok CNT má vynikajúcu kvalitu, ak proces disperzie nedokáže udržať krok, zapletenie CNT sa nemôže úplne otvoriť za podmienok vysokého obsahu pevných látok, čo vedie k veľkému počtu aglomerovaných častíc. Prejavuje sa to ako čierne bodky a dierky na elektródovom pláte, čím vzniká riziko mikro-skratu batérie.
Podľa testovacích údajov z odvetvia vodivých aditív pre lítiové batérie je komerčný pevný obsah bežnej vodivej pasty MWCNT na báze NMP{0}}na trhu koncentrovaný v rozsahu 4 %-8 %; vodivá pasta CNT na vodnej báze sa väčšinou udržiava v rozsahu 2-5%; Vodivá pasta SWCNT má vďaka svojej vyššej vodivej účinnosti nižšie účinné množstvo prídavku CNT.
Spoločnosť Shandong Tanfeng, ktorá má bohaté skúsenosti s výrobou vodivej pasty CNT na mieru, zákazníkom slepo neodporúča produkty s ultra-vysokým{1}}vysokým{1}}pevným{2}}obsahom. Namiesto toho, na základe zákazníckeho miešacieho zariadenia, poťahovacieho stroja a anódového/katódového systému, poskytuje pastové riešenie, ktoré synergicky zodpovedá obsahu pevných látok, viskozite a veľkosti častíc, čím sa vyhýba spracovateľským rizikám spôsobeným vysokým obsahom pevných látok zo zdroja.
2. Hlavné výhody vodivej pasty CNT s vysokým-tuhým-obsahom
Kvalifikovaná vodivá pasta CNT s vysokým-tuhým{1}}obsahom poskytuje základnú hodnotu v troch dimenziách: zníženie nákladov, zníženie rozpúšťadiel a zlepšená účinnosť miešania, vďaka čomu je vhodná pre veľké-výrobné linky na lítiové batérie.
Znížené náklady na prepravu a skladovanie:Pri rovnakom efektívnom dávkovanom množstve CNT má pasta s vysokým{0}}tuhým{1}}obsahom menšiu celkovú hmotnosť produktu, čím sa znižuje logistický a skladovací tlak z rozpúšťadla, čo prináša zjavné cenové výhody pri nákupoch veľkých-objemov.
Znížená spotreba rozpúšťadla a nižšia spotreba energie pri sušení:Menej NMP alebo vodného rozpúšťadla sa privádza počas následného miešania suspenzie, množstvo prchavosti rozpúšťadla počas nanášania elektródového plátu a sušenia sa znižuje, čím sa znižuje spotreba energie na sušenie a prispôsobuje sa výrobným potrebám na zníženie uhlíka.
Pohodlnejšie podávanie hnojovice:Pasta s vysokým -tuhým{1}}obsahom má vyšší podiel účinných CNT, vyžaduje menšie množstvo privádzaného do hlavných materiálov lítiovej batérie, skracuje čas miešania suspenzie a znižuje interferenciu riedenia vonkajšieho rozpúšťadla na katódovom a anódovom systéme.
Nasledujúca tabuľka poskytuje kvantitatívne porovnanie výhod vodivých pást CNT s rôznym obsahom pevných látok:
| Porovnávacia dimenzia | Štandardná pasta s pevným obsahom (4-5 %) | Pasta s vysokým obsahom pevných látok (6-8%) | Autoritatívny odkaz |
|---|---|---|---|
| Kŕmna hmota za rovnaké efektívne množstvo CNT | 1000 kg | 500-625 kg | Údaje namerané v priemysle s vodivými prísadami do lítiových batérií |
| Podiel vneseného rozpúšťadla | 95-96% | 92-94% | Termogravimetrický štandard na testovanie obsahu pevných látok |
| Skladový priestor je obsadený | Veľký | Znížené o 30 – 45 % | Skutočný výpočet skladu v továrni |
| Rušenie rozpúšťadla zavedené počas výroby kalu | Relatívne vysoká | Nízka | Spätná väzba procesu výroby kalu z batérie |
Zhrnutie:Výhody vysokého obsahu pevných látok sú postavené na predpoklade, že disperzia suspenzie je kvalifikovaná a viskozita je regulovateľná. Ak disperzia zlyhá, nie je možné realizovať žiadnu z vyššie uvedených výhod.
3. Hlavné nevýhody a produkčné problémy s vysokým-tuhým-obsahom CNT vodivej pasty
Vodivá pasta CNT s vysokým -tuhým{1}}obsahom má vyšší technický prah a je náchylná na problémy, ako je vymknutie sa kontrole viskozity, znížená stabilita pri skladovaní a prudko sa zvyšujúce ťažkosti s disperziou, čo si vyžaduje prísne suroviny a výrobné procesy.
Uhlíkové nanorúrky majú veľký špecifický povrch. Keď sa obsah pevnej látky zvýši, vzdialenosť medzi molekulami CNT vo vnútri systému sa zníži, medzimolekulové sily zosilnejú a reologické vlastnosti suspenzie sa výrazne zmenia. Hlavné body bolesti sú štyri:
Stúpajúca viskozita a zhoršené reologické vlastnosti:Pre rovnakú surovinu CNT môže každé zvýšenie obsahu pevných látok o 1-2 percentuálne body spôsobiť znásobenie viskozity. Nadmerná viskozita môže spôsobiť ťažkosti pri miešaní v továrňach na lítiové batérie, upchatie filtračných sít počas filtrácie a zlé vyrovnanie a defekty pruhov počas nanášania.
Znížená stabilita pri skladovaní, náchylná na gélovatenie a sedimentáciu:V stave s vysokým-pevným{1}}obsahom sú CNT náchylnejšie na sekundárnu aglomeráciu. Po dlhom-dlhodobom skladovaní dochádza k gélovateniu a vrstveniu, čo si pred použitím vyžaduje-vysokú intenzitu miešania. Ak je miešanie nedostatočné, priamo to ovplyvňuje kvalitu elektródového listu.
Náročnejšia výroba:Na výrobu dobrej pasty s vysokým-tuhým-obsahom sú potrebné špeciálne formulácie surovín CNT, jednoúčelové dispergačné činidlá a viac{2}}stupňové procesy šmykového mletia. Bežné výrobné procesy priamo vyrábajúce pastu s vysokým-tuhým{5}}obsahom budú mať za následok veľké množstvo aglomerácie CNT a veľkosť častíc D90 prekračujúca štandardy.
Nižšia tolerancia formulácie:Počas výroby kalu z batérie je pasta s vysokým-tuhým{1}}obsahom citlivejšia na teplotu, vlhkosť a rýchlosť miešania. Malé kolísanie procesu môže ovplyvniť konečný výkon elektródového listu.
| Porovnávacia dimenzia | Štandardná pasta s pevným obsahom (4-5 %) | Pasta s vysokým obsahom pevných látok (6-8%) | Priemyselné namerané údaje |
|---|---|---|---|
| Rozsah viskozity kalu (mPa·s) | 2000-6000 | 6000-15000 | Rotačný viskozimeter pri 25 stupňoch |
| Obdobie stability skladovania | 6 mesiacov | 3-4 mesiace | Podmienky skladovania pri izbovej teplote |
| Riziko aglomerácie | Relatívne nízka | Výrazne zvýšená | Monitorovanie analyzátora veľkosti častíc D50/D90 |
| Tolerancia následného procesu | Vysoká | Nízka | Spracujte správy od popredných tovární na batérie |
Shandong Tanfeng vykonal optimalizáciu procesov pre problematické miesta pasty s vysokým-tuhým{1}}obsahom. Prostredníctvom preosievania surovín CNT, prispôsobených disperzných systémov a viacstupňových procesov vysokotlakovej homogenizácie- dosahuje vyšší obsah pevných látok pri udržiavaní viskozity v primeranom rozsahu a znižuje riziko gélovatenia. Všetky produkty sa pred odoslaním podrobujú testovaniu viskozity, veľkosti častíc a stability sedimentácie, čo zákazníkom poskytuje hotovú pastu, ktorú možno priamo použiť na stroji, čím sa znižujú-náklady na ladenie na mieste.
4. Ako zistiť, či ste vhodní pre vodivú pastu CNT so štandardným alebo vysokým obsahom -tuhého- obsahu
Jadro výberu závisí od miešacej schopnosti výrobnej linky, náterového zariadenia a systému batérií, nielen od čísla pevného obsahu. Prioritou je zabezpečiť-výkon spracovania stroja.
Je možné odkázať na nasledujúcu logiku výberu:
Veľké továrne na batérie a akumulátory energies dostatočným výkonom miešacej nádoby a úplnými podmienkami testovania kalu môže uprednostniť hodnotenie kvalifikovanej vodivej pasty CNT s vysokým-tuhým{1}}obsahom, aby ste dosiahli výhody zníženia nákladov.
Malé a stredné{0}}továrne na batérie a laboratórne pilotné-stupnes obmedzeným výkonom miešacieho zariadenia by mal uprednostňovať 4-5% štandardnú pastu s pevným obsahom, ktorá ponúka širšie procesné okno a znižuje riziko zlyhania ladenia.
Anódové systémy-na báze kremíka,ktoré sú citlivé na reológiu a stabilitu kalu, by si nemali slepo vyberať produkty s ultra-vysokým{1}}vysokým{2}}obsahom tuhej látky; prioritu by mali mať zodpovedajúce triedy kompatibilné so-systémom na báze vody{4}}.
vodivá pasta SWCNT,vďaka svojej vysokej vodivosti nevyžaduje vysoký obsah pevných látok; dôraz by sa mal klásť na efektívne pridané množstvo CNT.
Odvetvový tip:Mnoho kupujúcich ľahko zamieňa celkový obsah pevných látok s účinným obsahom CNT. Celkový obsah pevných látok zahŕňa CNT + dispergačné činidlo. Pri nákupe nezabudnite skontrolovať efektívny indikátor obsahu CNT, nielen celkový obsah pevných látok.
5. Ako si vybrať vodivú pastu CNT s vysokým-tuhým-obsahom?
Vyšší obsah pevných látok vo vodivej paste CNT neznamená lepší výkon. Vysoký obsah pevných látok je-dvojsečná zbraň. Výhody sú zníženie nákladov a zníženie rozpúšťadiel; nedostatky sú zvýšená obtiažnosť disperzie, viskozita a tlak stability pri skladovaní. Obchod-musí byť urobený na základe podmienok vašej vlastnej výrobnej linky.
Pevný obsah je len jedným z mnohých ukazovateľov. Pri hodnotení vodivej pasty CNT je potrebné skúmať viacero ukazovateľov súčasne: účinný obsah CNT, viskozitu, distribúciu veľkosti častíc, stabilitu pri skladovaní, obsah kovových nečistôt atď. Ak to podmienky výrobnej linky dovoľujú, možno vybrať produkty s vysokým -tuhým-obsahom od výrobcov s vyspelými procesmi. Ak sú podmienky zariadenia priemerné, štandardná pasta s pevným obsahom môže namiesto toho priniesť stabilnejší výťažok výroby.
Ako profesionálny výrobca vodivých pást CNT má Shandong Tanfeng produkty s viacerými{0}}špecifikáciami pre systémy na báze NMP-a vody-. Môže poskytnúť zrelú štandardizovanú štandardnú pastu s pevným obsahom a môže tiež na zákazku-vyvinúť kontrolovateľnú-vodivú pastu CNT s vysokým-tuhým{7}}obsahom na základe vybavenia výrobnej linky zákazníka a zložení batérií, pričom poskytuje testovanie vzoriek, technickú koordináciu a služby podpory ladenia procesov, aby sa spoločnostiam zaoberajúcim sa batériou vyhli mylnej predstave o výbere, že sa pozerajú iba na pevný obsah.
FAQ
Otázka: Má vodivá pasta CNT s vysokým{0}}tuhým{1}}obsahom vždy silnejšiu vodivosť?
Odpoveď: Nie nevyhnutne. Ak disperzia pasty s vysokým-tuhým-obsahom zlyhá a CNT sú silne aglomerované, vodivosť v skutočnosti klesá. To, čo skutočne určuje vodivosť, je efektívny obsah CNT a disperzný stav, nie celkový obsah pevných látok.
Otázka: Dá sa pasta s vysokým-tuhým{1}}obsahom riediť vodou alebo NMP na mieste-?
Odpoveď: Svojvoľné riedenie na-stránke sa neodporúča. Zriedenie naruší adsorpčnú rovnováhu disperzantu a ľahko spustí sekundárnu aglomeráciu. Ak je potrebná úprava, odporúča sa, aby výrobca dokončil úpravu zloženia pred odoslaním.
Otázka: Aký vysoký môže dosiahnuť obsah pevných látok vo vodivej paste CNT-na báze vody?
Odpoveď: Bežný obsah pevných látok v komerčnej vodivej paste CNT-na vodnej báze je 2-5 %. Kvôli obmedzeniam disperzného systému na báze vody- je ťažké dosiahnuť rovnaký vysoký obsah pevných látok ako systémy na báze NMP. Násilné zvyšovanie obsahu pevných látok spôsobí prudké zhoršenie viskozity.